3)Состав и строение атмосферы. Функции атмосферы как составной части географической оболочки.

Атмосфера состоит из воздуха – механической смеси нескольких газов.

Азот (78 %) в атмосфере играет роль разбавителя кислорода, регулируя темп окисления, а, следовательно, ско-рость и напряженность биологических процессов. Азот – главный элемент земной атмосферы, который непре-рывно обменивается с живым веществом биосферы. Извлечение азота из атмосферы происходит неорганиче-ским и биохимическим путями, хотя они тесно взаимосвязаны. Неорганическое извлечение связано с образова-нием его соединений N2O, N2O5, NO2, NH3. Они находятся в атмосферных осадках и образуются в атмосфере под действием электрических разрядов во время гроз или фотохимических реакций под влиянием солнечной радиации.

Биологическое связывание азота осуществляется некоторыми бактериями в симбиозе с высшими растениями в почвах. Азот также фиксируется некоторыми микроорганизмами планктона и водорослями в морской среде. Азот содержится в газах вулканического происхождения и в изверженных горных породах. При нагревании раз-личных образцов кристаллических пород и метеоритов азот освобождается в виде молекул N2 и NH3. Однако главной формой присутствия азота, как на Земле, так и на планетах земной группы, является молекулярная. В процессе регионального метаморфизма этих пород азот в различной форме выделяется в атмосферу Земли.

Кислород (21 %) используется живыми организмами для дыхания, входит в состав органического вещества (белки, жиры, углеводы). Озон О3. задерживает губительную для жизни ультрафиолетовую радиацию Солнца.

Кислород – второй по распространению газ атмосферы, играющий исключительно важную роль во многих про-цессах биосферы.

Углекислый газ, идет на образование живого вещества, а вместе с водяным паром создает так называемый «оранжерейный (парниковый) эффект».

Углерод (углекислота) – его большая часть в атмосфере находится в виде СО2 и значительно меньшая в форме СН4. Он входит в состав всех живых организмов.

Источником первичной углекислоты в биосфере является вулканическая деятельность. Часть этой углекислоты возникает при термическом разложении древних известняков в различных зонах метаморфизма.

Аргон – третий по распространению атмосферный газ, что резко отличает его от крайне скудно распространен-ных других инертных газов. Однако аргон в своей геологической истории разделяет судьбу этих газов, для кото-рых характерны две особенности:

необратимость их накопления в атмосфере;

тесная связь с радиоактивным распадом определенных неустойчивых изотопов.

Содержание аргона в горных породах определяется их возрастом и количеством калия. В такой мере концентрация гелия в породах служит функцией их возраста и содержания тория и урана. Аргон и гелий выделяются в атмосферу из земных недр во время вулканических извержений, по трещинам в земной коре в виде газовых струй, а также при выветривании горных пород.

В атмосфере содержится и водяной пар и вода в жидком и твердом состоянии. Вода в атмосфере является важ-ным аккумулятором тепла.

В нижних слоях атмосферы содержится большое количество минеральной и техногенной пыли и аэрозолей, продуктов горения, солей, спор и пыльцы растений и т.д.

Строение атмосферы

Тропосфера - Нижний основной слой атмосферы. Содержит более 80% всей массы атмосферного воздуха и око-ло 90% всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвек-ция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты, со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м.

Тропопауза - Переходной слой между тропосферой и стратосферой; толщина колеблется от нескольких сотен метров до 1-2 км. Зимой тропопауза ниже, чем летом; кроме того, высота тропопаузы колеблется при прох

Стратосфера - Температура с ростом высоты возрастает до уровня 0 °С. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже- и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).

Стратопауза - Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °С).

Мезосфера - Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза - Переходной слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около -90 °С).

Термосфера - Температура растёт до высот 200 — 300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород.

Экзосфера (сфера рассеяния) - Внешний слой атмосферы, из которого, быстро движущиеся лёгкие атомы водо-рода могут вылетать (ускользать) в космическое пространство. Температура достигает уровня более 3000 К. На больших расстояниях от Земли (2 - 3 тыс. км и более) нейтральную экзосферу образуют почти исключительно атомы водорода, на более низких высотах заметную долю составляют атомы гелия, а ещё ниже — также и атомы кислорода.

Функции атмосферы

1) Регулирование климата Земли.

2) Поглощение солнечной радиации.

3) Пропускает тепловое излучение Солнца.

4) Сохраняет тепло.

5) Является средой распространения звука.

6) Источник кислородного дыхания.

7) Формирование влагооборота, связанного с образованием облаков и выпадением осадков.

8) Формирующий фактор литосферы (выветривание).

9) Метеориты или полностью сгорают в атмосфере или становятся менее габаритными. Другими словами фильтрует «космический мусор».